Richtlinie Überarbeiteten VDI-Richtlinien zur Kühlschmierstoff (KSS)-Anwendung - Stand 2008

VDI-Richtlinien sind richtungsweisende, praktische Arbeitsunterlagen, Entscheidungshilfen und Maßstab für einwandfreies technisches Vorgehen auf der Basis anerkannter Regeln sowie des Standes der Technik. In diesem Kontext fördern sie den Erfahrungsaustausch sowie Technologietransfer, unterstützen die Regelsetzung und schaffen Ordnungsprinzipien.

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Die Richtlinien werden von ehrenamtlich tätigen Fachleuten in VDI-Richtlinienausschüssen der einzelnen VDI-Gesellschaften erstellt. Ein erarbeiteter Richtlinienvorschlag wird als Entwurf (Gründruck) gedruckt und erscheint nach einem öffentlichem Einspruchsverfahren in der endgültigen Fassung als Weißdruck. Die Richtlinien werden vom Verein Deutscher Ingenieure e. V (VDI) herausgegeben und sind nur über den Beuth Verlag Berlin zu beziehen.

Zum Thema Kühlschmierstoff (KSS)-Anwendung erstellte der Fachausschuss Kühlschmierstoffe der VDI-Gesellschaft Produktionstechnik bisher 4 Richtlinien. Unabhängig davon, dass alle Richtlinien permanent zur Gewährleistung des Standes der Technik überarbeitet werden, wurden die genannten Richtlinien in den letzten drei Jahren komplett überarbeitet und sind alle 2008 als Weißdruck zweispaltig in deutscher und englischer Sprache verfügbar.

Die Richtlinien 3035 und 3397, Blatt1 bis 3, beschreiben den aktuellen technologischen Stand zum Thema Kühlschmierstoffe mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Alle Richtlinien enthalten ein umfangreiches Schrifttum mit entsprechenden Literaturquellen.

Inhalte der Richtlinie VDI 3035

In der Richtlinie VDI 3035 werden die für den Einsatz von Kühlschmierstoffen erforderlichen Gestaltungsmerkmale bei Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen beschrieben. Die genannten Gestaltungsmerkmale sollen dazu beitragen, den störungsfreien Betrieb beim Einsatz zu gewährleisten, die erfolgreiche Konstruktion und Herstellung der Maschinen und Anlagen zu sichern und gleichzeitig den Instandhaltungsaufwand beim Umgang mit KSS auf ein Mindestmaß zu beschränken. In der Richtlinie werden die gesetzlichen Vorschriften, wie z.B. das Wasserhaushaltsgesetz und Regeln der gewerblichen Berufsgenossenschaft berücksichtigt.

Wichtige Komponenten des KSS-Kreislaufs zu Versorgung, Rückführung, Pflegeanlagen sowie Spänebehandlung werden aufgeführt und gleichzeitig Hinweise und Empfehlungen zur

Zuführung des KSS und zum erforderlichen Kühlschmierstoffvolumen unter Berücksichtigung einer optimalen Umwälzzahl gegeben. Die Forderungen zur Gestaltung und Anordnung der einzelnen Baugruppen der KSS-Umlaufsysteme an den Werkzeugmaschinen , insbesondere unter Berücksichtigung einer effektiven KSS-Pflege, werden genannt. Im Vordergrund stehen dabei die Forderungen an die Gestaltung und Anordnung von Behältern sowie zur KSS-Rückführung und zum Spänetransport.

Weiterhin sind aktuelle Erkenntnisse zu den signifikanten Wechselwirkungen zwischen modernen KSS und den in den Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen verwendeten Konstruktionswerkstoffen Bestandteil der Richtlinie.

In dem Zusammenhang werden Hinweise zur Werkstoffauswahl im Wirkungsbereich der KSS mit konkreten Empfehlungen zur Vermeidung bestimmter Metalle und zur Verwendung geeigneter Lacke und Beschichtungen, Klebstoffe sowie Gleitbahnwerkstoffe/Gleitbahnöle aufgeführt. Von besonderer Aktualität sind die Informationen zur Beständigkeit und Eignung der häufig verwendeten Kunststoffe in Werkzeugmaschinen und peripheren Einrichtungen für nichtwassermischbare, wassergemischte KSS und KS-Lösungen.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Richtlinie sind Empfehlungen und Hinweise zu Arbeitsschutz- und Umweltschutzeinrichtungen, wie z. B. zu technischen Maßnahmen zur Verminderung der Gefährdung, Vermeidung hoher KSS-Konzentrationen in der Luft, Erfassung und Abscheidung von KSS-Emissionen sowie Anforderungen, die aus den Rechtsbereichen Wasser -und Umweltrecht resultieren.

Inhalte der Richtlinie VDI 3397, Blatt 1

Die Richtlinie behandelt den Kühlschmierstoff vor seinem Einsatz. In der VDI 3397, Blatt 1, sind ausschließlich Kühlschmierstoffe für die spanende und umformende Metallbearbeitung aufgeführt. Mit der Richtlinie erhält der Anwender eine wirkungsvolle Entscheidungshilfe bei der Beschaffung und für den Einsatz der KSS.

Die Richtlinie definiert auf der Grundlage der DIN 51385 in übersichtlicher Form die verschiedenen Arten der Kühlschmierstoffe einschließlich der Multifunktionsöle und beschreibt die wichtigsten Aufgaben, wie Kühlen, Schmieren und Spülen/Transportieren. Explizit wird dabei unterschieden zwischen den Anforderungen an nichtwassermischbare und wassermischbare/wassergemischte KSS, insbesondere hinsichtlich Kühl- und Schmierwirkung, Spülen und Transportieren, Abtrennen fester und flüssiger Fremdstoffe, Oberflächenreinigung, Elastomerverträglichkeit, Wasserqualität/Stabilität/Korrosionsverhalten(für wassergemischte KSS) u. a.. Des weiteren werden allgemeine verfahrensbezogene Hinweise zur Anwendung der einzelnen Kühlschmierstoffarten gegeben.

In einer umfassenden Übersicht sind die arbeitsschutz-, gesundheitsschutz- und umweltschutzrelevanten Auswirkungen der KSS-Anwendung dargestellt. Die betreffenden Gesetze, Regeln und Verordnungen, wie z, B. EG-Stoffrichtlinie, EG-Zubereitungsrichtlinie, Arbeitsschutz-, Chemikalien- und Biozidgesetz, berufgenossenschaftliche Vorschriften und Regeln, Wassergesetz mit Anlagenverordnung (VAwS), werden genannt.

Inhalte der Richtlinie VDI 3397, Blatt 2

Die Richtlinie behandelt den Kühlschmierstoff während seines Einsatzes. Pflege im Sinne der Richtlinie bedeutet, die Eigenschaften von KSS und Multifunktionsölen während ihres Einsatzes bei Zerspanungs- und Umformprozessen durch geeignete Maßnahmen weitgehend zu erhalten.

Richtige Pflege steigert nicht nur die Wirtschaftlichkeit eines Fertigungsverfahrens, sondern führt auf Grund der verlängerten KSS-Gebrauchsdauer zu einer Abfallverminderung. Deshalb besteht die Zielsetzung der Richtlinie darin, in Übereinstimmung mit der gesetzlichen Verpflichtung zur Abfallreduzierung, mit den beschriebenen Pflegemaßnahmen eine optimale KSS-Standzeit zu erreichen.

Ausgehend von dieser Zielstellung werden die Baugruppen von Einzel- und Zentralsystemen für den KSS-Einsatz aufgeführt sowie die Vor- und Nachteile der beiden Systeme gegenübergestellt. Die Richtlinie enthält in tabellarischer Form umfassende Hinweise und Empfehlungen zur Überwachung vor Ort sowie Laborprüfmethoden für nichtwassermischbare und wassergemischte KSS mit möglichen Ursachen und Korrekturmöglichkeiten bei Abweichungen vom Sollzustand.

Mögliche Verfahren und die dazu gehörigen Reinigungsanlagen zur Abtrennung von festen und flüssigen Fremdstoffen werden genannt und ihre Kernkomponenten beschrieben. Zur Vorauswahl einer für den konkreten Anwendungsfall geeigneten Anlage sind entsprechende Kriterien, wie Reinheitsgrad, Flächenbedarf und Investitionskosten, angegeben.

Inhalte der Richtlinie VDI 3397, Blatt 3

Die Richtlinie behandelt den Kühlschmierstoff nach seinem Einsatz. In der Richtlinie wird über die Entsorgung von verbrauchten und unbrauchbaren KSS sowie kühlschmierstoffhaltiger Rückstände informiert. Dabei steht die universelle Anwendung der möglichen Behandlungsverfahren unter Beachtung der geltenden rechtlichen Regeln (Gesetze, Verordnungen, Vorschriften) mit der Zielsetzung, weiterverwertbaren Abfall zu erhalten, im Vordergrund. Darauf aufbauend enthält die Richtlinie wertvolle Hinweise zur Erstellung eines betrieblichen Entsorgungskonzeptes.

Da die KSS-Entsorgung durch zahlreiche gesetzliche Vorgaben bestimmt ist, werden in der Richtlinie umfangreiche Informationen zu den relevanten gesetzlichen Vorschriften gegeben. Von besonderer Bedeutung sind in dem Zusammenhang der Rechtsbereich Abfallrecht mit dem Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz und seinem untergesetzlichen Regelwerk sowie der Rechtsbereich Wasserrecht mit dem Wasserhaushaltsgesetz.

KSS müssen entsorgt werden, wenn die zulässigen Gebrauchskriterien nicht mehr erfüllt sind

Analog den beiden unterschiedlichen KSS-Hauptgruppen, sind die Verfahrenswege für die Behandlung der verbrauchten KSS gleichfalls unterschiedlich. Die Richtlinie informiert über die praxisrelevanten Behandlungsverfahren für verbrauchte wassergemischte KSS Membranfiltration und Vakuumverdampfung mit ihren Vor- und Nachteilen. Verbrauchte nichtwassermischbare KSS werden überwiegend stofflich oder energetisch verwertet.

Zur Unterstützung für die Entscheidung, eine eigene, betriebliche Behandlungsanlage zu betreiben oder die verbrauchten KSS von einem Entsorgungsfachbetrieb entsorgen zu lassen, können die angeführten Richtwerte für die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit von Behandlungsanlagen genutzt werden.

Dieter Weidel, Mitglied des Fachausschusses Kühlschmierstoffe der VDI-Gesellschaft Produktionstechnik

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